道路交通控制教学大纲.docx

1、道路交通控制教学大纲道路交通控制教学大纲编制说明 道路交通控制课程是按照交通管理工程专业本科培养方案要求开设。该课程主要讲授道路交通控制概述、交叉口优先规则控制的原理及方法、交叉口交通信号控制原理及方法、交叉口交通控制方案评价指标、交通控制系统的控制原理及系统构成、高速公路交通控制的主要方法、交通控制系统的建立等内容。通过本课程学习，力求使学生全面掌握道路交通控制理论的相关内容，并切实掌握道路交通控制理论在实际工作中的应用方法。道路交通控制课程主要采用多媒体教学、实例分析、课堂讨论、实验教学等多样化的教学手段和方法，注重理论联系实际，突出公安特色。道路交通控制教学大纲是本课程开展教学活动的基本

2、依据。在课程组集体讨论后，由翟润平、周彤梅、刘广平起草完成。于2015年4月30日由交通管理工程系学术委员会审定。 一、课程名称：道路交通控制二、课程性质：专业课三、授课对象：交通管理工程专业本科学生。 四、总学时数：54，其中讲授48学时，实验6学时。 五、教学内容：第一章 绪论教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生了解道路交通控制的历史与发展现状，掌握道路交通控制的目的，掌握道路交通控制的各种分类形式，熟悉交通控制的理论基础。重点与难点：道路交通控制的目的及分类。学时数：3主要内容：第一节 交通控制概述一、道路交通控制的目的二、交通控制的主要研究内容三、交通控制的历史与发展（一）信号控

3、制设备的历史与发展（二）信号控制系统的历史与发展第二节 交通控制的分类一、按控制类别划分（一）以交通限制为主的控制（二）以交通信号为主的控制（三）以传递交通情报信息为主的控制二、按控制范围划分（一）单点控制1.单点控制的概念2.单点控制的控制参数（二）干线控制1.干线控制的概念2.干线控制的控制参数（三）区域控制 1.区域控制的概念 2.区域控制的控制目标三、按控制方式划分（一）单点定时控制1.单方案定时控制2.多方案定时控制（二）单点感应控制1.半感应控制2.全感应控制（三）干线无电缆协调控制（四）干线有电缆协调控制（五）区域定时协调控制（六）区域自适应协调控制四、按信号配时生成的技术划分（

4、一）人工优化技术（二）脱机优化技术（三）联机优化技术第三节 交通控制的相关技术一、检测技术二、通信技术三、计算机技术四、控制技术第四节 交通控制的理论基础一、交通流理论二、自动控制理论（一）经典控制理论（二）现代控制理论第二章 交叉口优先规则控制 教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生掌握交叉口优先规则控制理论的主要内容，掌握交叉口优先规则控制方式的运行特性，掌握影响优先规则控制交叉口运行状态的主要参数及其确定方法。 重点与难点：交叉口优先规则控制理论、交叉口优先规则控制方式的运行特性、影响优先规则控制交叉口运行状态的主要参数及其确定方法。 学时数：2 主要内容： 第一节 交叉口优先规则控

5、制的方式一、停车标志控制（一）单向停车控制（二）多向停车控制二、让路标志控制第二节 交叉口优先规则控制的交通运行特性一、交叉口优先规则控制的交通特点（一）交叉口优先规则控制的概念及交通特点（二）交叉口优先规则控制的通行顺序及穿插顺序二、主要道路交通（一）非间断流（二）周期队列流三、流向冲突交通流（一）主要道路左转流向（二）次要道路直行流向（三）次要道路左转流向四、空当第三章 交通信号控制基础 教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生掌握信号参数及信号控制参数的概念及主要参数的确定方法，掌握交叉口各种运行状态的描述方法。 重点与难点：信号及控制参数的概念及确定方法、交叉口运行状态（欠饱和、临界

6、饱和、过饱和）的描述。 学时数：7 主要内容： 第一节 概述一、信号控制的概念二、信号控制的适用条件第二节 信号相位一、信号相位二、相序第三节 信号控制基本参数一、信号参数（一）信号绿灯（二）信号红灯（三）信号黄灯（四）全红时间（五）绿灯间隔时间二、信号配时参数（一）信号周期（二）相位有效绿灯时间（三）相位损失时间（四）周期损失时间（五）周期有效绿灯时间（六）相位绿信比（七）周期绿信比（一）保护信号相位（二）许可信号相位一、欠饱和及其车辆受阻描述（一）欠饱和状况（二）欠饱和状况的描述（三）欠饱和车辆受阻图二、临界饱和及其车辆受阻描述（一）临界饱和状况（二）临界饱和状况的描述（三）临界饱和车辆受

7、阻图三、过饱和及其车辆受阻描述（一）过饱和状况（二）过饱和状况的描述（三）过饱和车辆受阻图四、说明第四章 单点信号控制教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生掌握单点定时信号控制的原理及配时设计方法；了解单点感应信号控制的基本原理及应用。重点与难点：单点定时信号控制原理及配时设计方法，单点感应信号控制的基本原理。学时数：6主要内容： 第一节 单点定时信号控制一、主要特点二、信号配时设计（一）交叉口的相位设计（二）关键车道的确定（三）配时参数的确定三、配时方案表与配时时间表（一）配时方案表与时段的划分（二）配时时间表第二节 单点感应信号控制原理一、感应信号控制原理（一）感应信号控制参数（二）工

8、作原理二、半感应信号控制三、全感应信号控制四、感应控制参数的确定第五章 干线及区域信号控制 教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生掌握干线及区域信号协调控制的原理。 重点与难点：信号协调控制原理。 学时数：5 主要内容： 第一节 干线信号协调控制一、干线信号协调的工作原理二、干线信号协调的基本参数三、干线信号协调配时参数的确定四、说明第二节 区域信号协调控制一、区域信号协调控制的工作原理二、区域协调控制的基本方法三、区域信号协调控制配时方案生成的技术方法（一）人工技术（二）脱机优化技术（三）联机优化算法第六章 交通控制的评价指标 教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生全面掌握道路交通控

9、制主要评价指标及应用。 重点与难点：通行能力、饱和度、车辆延误与停车、服务水平等参数在交通评价中的应用。 学时数：6 主要内容： 第一节 评价方法和主要评价指标一、交通控制评价的方法（一）调查法（二）仿真法二、交通控制的主要评价指标第二节 通行能力一、概述二、交叉口通行能力的计算（一）优先规则控制交叉口通行能力计算（二）信号控制交叉口通行能力的计算三、通行能力的分析（一）优先规则控制交叉口通行能力分析（二）信号控制交叉口通行能力的分析第三节 饱和度一、饱和度的定义二、饱和度的计算式（一）相位饱和度（二）交叉口饱和度三、饱和度的分析第四节 车辆延误与停车一、车辆延误的定义二、延误的模型（一）欠饱

10、和延误模型（二）过饱和延误模型（三）综合延误模型三、停车次数与停车率的概念（一）停车次数与停车率的模型（二）过饱和进口道的停车次数与停车率模型四、延误及停车次数分析第五节 服务水平一、服务水平的定义二、服务水平的等级划分三、确定服务水平的延误计算（一）信号控制交叉口进口道加权平均延误表达式（二）信号控制交叉口的加权平均延误表达式第七章 交通控制系统的组成及原理 教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生掌握单点信号控制系统的原理及组成，掌握交通信号机的类型、功能及工作原理；掌握区域信号控制系统的组成及原理。 重点与难点：交通信号机的工作原理、区域交通信号控制系统的组成及原理。 学时数：6 主要

11、内容： 第一节 基本设备简介一、交通信号机（一）信号机的类型1.定时信号机2.感应信号机3.联网信号机（二）信号机的基本功能及工作原理1. 基本功能2. 工作原理（三）信号机的性能指标1.交通控制方式2.控制参数的调整范围3.基本电气指标4.安全措施5.环境与其他物理指标二、交通信号灯（一）信号灯及灯具的类别1红、黄、绿三色的基本信号灯2箭头信号灯3闪烁灯（二）信号灯的安装及排列三、交通检测器（一）检测器的类型（二）检测器的功能（三）检测器的原理及组成第二节 单点控制系统的原理及组成一、定时信号控制系统的组成二、感应信号控制系统的组成第三节 区域信号控制系统的组成一、区域控制系统的基本形式（一

12、）集中式1.集中式的优点2.集中式的缺点（二）非集中式1.非集中式的优点2.非集中式的缺点二、区域控制系统的典型结构（一）中央集中式控制结构（二）非集中（分层）式多级控制结构三、区域控制系统的主要设备及功能（一）中心控制器（二）交通信号机（三）交通检测器（四）通信系统（五）显示系统第四节 区域交通控制系统的工作原理一、交通信息采集与处理（一）交通信息采集（二）采样频率与采样误差（三）采样数据的滤波与平滑二、控制策略的生成与实施（一）定时式控制1路网交通流模型2性能指标3优化算法（二）方案选择式控制1特征值（Signature）的确定2匹配（Match）原理（三）响应式控制（四）自适应式控制第八

13、章 典型交通控制系统简介 教学目的和要求：通过本章内容的学习,使学生了解比较典型的交通信号控制系统，如TRANSYT系统、SCOOT系统、SCAT系统、RHODES系统、以及OPAC系统，以及这些系统的特点、结构、原理、模型以及配时参数的确定。 重点与难点：TRANSYT系统、SCOOT系统、SCAT系统。 学时数：6 主要内容： 第一节 TRANSYT系统一、TRANSYT的结构二、TRANSYT的交通模型（一）道路网及交通流状况的基本假定（二）交通模型所需数据和资料（三）TRANSYT的建模步骤（四）TRANSYT的延误及停车模型三、TRANSYT的性能指标及信号配时优选（一）TRANSY

14、T的性能指标（二）绿灯起步时差的优选（三）绿灯时间的优选四、系统的特点第二节 SCOOT系统一、SCOOT系统的结构及原理（一）SCOOT系统的结构（二）SCOOT系统的原理二、SCOOT系统的交通模型（一）流量预报模型（二）队长预报模型三、SCOOT系统的配时参数优化及性能指标计算（一）SCOOT系统的配时参数优化1绿灯时间的优化2相位差的优化3周期的优化（二）SCOOT系统的性能指标计算四、SCOOT系统的特点第三节 SCAT系统一、SCAT系统的结构及功能（一）SCAT系统的结构（二）SCAT系统的功能1交叉口信号控制器2区域控制中心3控制中心二、SCATS系统的工作原理三、SCAT系统的饱和度和综合流量概念（一）饱和度（二）综合流量四、SCAT的配时参数调整（一）信号周期的调整（二）绿信比方案的选择（三）相位差方案的选择五、SCATS中子系统的合并与局部车辆感应控制（一）子系统的合并问题（二）局部车辆感应控制六、SCAT系统的特点第四节 RHODES系统一